2.7萬光年外,一顆地球大小的行星孤獨流浪,卻在宇宙露出馬腳

天空之城 2020/11/03 檢舉 我要評論

在宇宙中,並非所有的行星都像地球這麼幸運,能夠繞著自己的宿主恒星公轉,獲得光芒和熱量。科學家的研究表明,宇宙中還有許多的流浪行星,它們沒有任何同伴,孤獨地在星際空間穿梭。

孤獨的流浪者

有些科學家認為,僅僅在銀河系內,就有數十億顆流浪行星。但是對於我們來說,想要發現這些行星實在是太難了。在夜空中,金星、木星、火星這些行星是最明亮的幾個天體,這是因為它們反射了大量的太陽光。 而流浪行星不同,它們距離我們比八大行星遠得多,而且也沒有宿主恒星照射,所以直接觀測到它們幾乎是不可能的事情。

因此,在人類已經發現了四千多顆系外行星中,只有那麼幾顆是流浪行星,而且其中還有一些只是疑似,並未而且很難被確認身份。

即便如此,科學家還是根據已有的知識提出了一些推斷,他們認為: 我們能觀測到的大部分流浪行星都非常巨大,品質在木星2-40倍之間。不過,就在最近,科學家們還真的發現了一顆小型的流浪行星,它的質量大約和地球一樣,憑藉自己單薄的身軀,流浪在銀河系的中心地帶。

根據10月29日發表於《天體物理學雜誌通訊》的論文,這很可能是迄今為止人類發現的最小的流浪行星。如果真的是這樣,那將可以證明一些在很長時間內都懸而未決的理論。

論文的主要作者是來自加州理工學院的博士後Przemek Mroz介紹說:「探測到這樣的低質量天體概率非常低,所以要麼是我們足夠幸運,要麼是這些天體在銀河系中非常普遍,甚至可能像恒星一樣隨處可見。」

愛因斯坦的凸透鏡

那麼,連數倍於木星質量的巨大流浪行星都難以觀測,為何這一次他們能發現這麼小的呢?

實際上,科學家們並不是直接觀測到它的,而是間接發現的。他們利用的方法,正是愛因斯坦廣義相對論給我們的啟示: 引力透鏡法

我們上中學的時候就知道,光沿直線傳播。但是 在天體尺度的引力作用下,空間會發生扭曲,光雖然在自己經過的空間內沒有轉彎,但是路徑卻隨著空間一起發生了扭曲。因此,如果一個天體運行到某個很亮的大天體和地球之間時,背景天體四周的光會在前景天體的引力扭曲下稍微向地球聚攏,形成凸透鏡的效果,並且像凸透鏡一樣能使背景天體視覺亮度提升,因此這個方法被稱為引力透鏡法。

通常來說,我們會利用星系尺度的強大引力觀測背景星系,這種情況下光線的扭曲比較明顯。不過如果儀器足夠精密,那麼也可以用來觀測行星所產生的引力透鏡效應,此前科學家已經在擁有宿主恒星的系外行星上取得過一些發現。對於流浪行星來說,雖然它沒有宿主恒星的光線可以扭曲,但它在途徑其他明亮天體的時候,同樣可以產生引力透鏡效應,這就是這次能夠發現它的重要原因。

難度仍然存在

即便如此,流浪行星的尺寸仍然在很大程度上決定了科學家的觀測難度。前景天體越小,導致背景天體光線扭曲的程度也就越小,給我們留下的觀測時間也就越短。研究人員介紹,如果流浪行星有幾倍的木星質量,那麼它產生的引力透鏡效應將可以在幾天之內都被我們觀測到;但是對於地球質量的行星來說,它只能讓背景天體的亮度在幾個小時甚至更短的時間內增加,然後就會完全恢復。因此,科學家們專稱這些為 微引力透鏡現象

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